2015 Fiscal Year Annual Research Report
分子シミュレーションによる抗菌ペプチド生理機能の研究
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25330355
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| Research Institution | Nagahama Institute of Bio-Science and Technology |
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Principal Investigator |
依田 隆夫 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (50367900)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子動力学シミュレーション / 抗菌ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、哺乳類の主要な抗菌ペプチドのファミリーの一つであるα-ディフェンシンについて、進化的に保存されている３つのジスルフィド結合が抗菌ペプチドの立体構造分布に及ぼす影響を明らかにし、ジスルフィド結合欠損変異体の活性の機構に関する知見を得ることである。
平成26年度までに、マウスのα-ディフェンシンである cryptdin-4 (Crp-4) の野生型と、ジスルフィド結合を１～３つ欠く変異体について、レプリカ交換分子動力学法（REMD）による立体構造探索を行った。その結果、立体構造分布がジスルフィド結合の有無に大きく依存すること、負に帯電した膜の近傍の水相では、ジスルフィド結合全欠損変異体でも疎水残基の側鎖の局在が観察されることなどが示された。
平成27年度には (1) implicit membrane 近傍におけるCrp-4野生型と変異型のシミュレーション， (2) 粗視化モデルを用いた野生型Crp-4存在下における膜再構成シミュレーション，(3) 全原子模型を用いた、脂質二重層近傍における Crp-4 野生型および変異体のシミュレーション を行った。(1) ではCrp-4分子が負に帯電した膜の表面に強く吸着する様子が観察された。これは過去に報告されている実験と定性的には一致している。しかし、温度を700 K に上げても膜表面から外れないなど、近似に由来すると考えられる振る舞いも観察された。(2)は計画には無かったがCrp-4の抗菌メカニズムを探る上で有用な方法であると考えている。現在、予備的な計算の段階であり、さらに条件検討を行っていく。 (3)では、上述のREMDのデータからジスルフィド結合全欠損型変異体の水相における代表的な立体構造を３種類選び初期構造として使用した。得られたデータに基づき、脂質二重層と相互作用しているペプチド分子の立体構造を分析した。
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